Cosmología y Astrofísica: Desde el Origen de los Elementos hasta la Búsqueda de Vida en Exoplanetas

Origen Cósmico de la Materia y el Sistema Solar

Origen de los Elementos Químicos

En las estrellas se están formando elementos químicos, principalmente helio a partir de hidrógeno, aunque también otros como carbono o hierro. Se forman por fusión de sus núcleos, algo que solo puede ocurrir a temperaturas altísimas (millones de grados) cuando la materia está en estado de plasma, como ocurre en el interior de las estrellas.

Supernovas: La Forja de Elementos Pesados

Los demás elementos químicos se forman durante la explosión de una supernova, una estrella gigante que colapsa gravitatoriamente al agotar su “combustible”. El brillo que se emite en la explosión puede superar al de una galaxia entera. Actualmente se pueden ver “restos” de estas explosiones como nebulosas.

El Origen y Formación del Sistema Solar

La explosión de una supernova provocó la contracción de una nebulosa. Esto la transformó en una estrella (el Sol) en el centro y sus planetas girando alrededor.

Formación de los Planetas

Inicialmente, el Sistema Solar era un disco, en cuyo centro se formó el Sol. En cada zona del disco “crece” un planeta al atraer a la materia cercana por influencia gravitatoria.

• Los planetas exteriores o gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) se formaron primero.
• Los planetas interiores o terrestres (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte) se formaron después.

Descripción de los Cuerpos del Sistema Solar

Planetas Interiores (Rocosos)

Los planetas interiores rocosos son:

• Mercurio: Es el más pequeño y cercano al Sol. No puede retener una atmósfera y tiene grandes diferencias de temperatura entre el día y la noche.
• Venus, la Tierra y Marte: Sí tienen atmósfera. Venus tiene una atmósfera muy densa y un fuerte efecto invernadero. Marte es más pequeño que la Tierra y su atmósfera es más delgada. Tiene grandes volcanes inactivos y enormes surcos (como cauces secos), algunos visibles desde la Tierra.

Planetas Exteriores (Gigantes Gaseosos)

De los planetas exteriores o gigantes gaseosos, Júpiter y Saturno tienen atmósferas compuestas principalmente de Hidrógeno (H) y Helio (He).

• Júpiter: Es el mayor. Su gran mancha roja es una tormenta de un tamaño mayor que nuestro planeta Tierra. Tiene más de 60 satélites, 4 de ellos son los más grandes y mejor conocidos (satélites galileanos).
• Urano y Neptuno: En sus atmósferas predominan el agua con amoniaco y metano disueltos. Urano tiene su eje de rotación muy tumbado con respecto a la eclíptica. Neptuno tiene una atmósfera muy activa, con fuertes vientos y manchas (como las tormentas de Júpiter) de tamaño superior a la Tierra.

Otros Cuerpos Menores

Planetas Enanos

Desde el año 2006, se considera a Plutón en la categoría de “planetas enanos”, junto con otros que también están más allá de la órbita de Neptuno.

Asteroides

Son cuerpos rocosos de tamaño y forma variable situados en un cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Cuando se desvían de su órbita e impactan contra otro cuerpo se llaman meteoritos.

Cometas

Los cometas están formados por hielo y rocas. Su órbita es muy excéntrica, lo que hace que se acerquen al Sol en períodos largos. Cuando pasan cerca del Sol, el hielo se sublima y se forma la “cabellera” o cola del cometa.

Más Allá de Nuestro Vecindario Cósmico

Exoplanetas: Mundos Distantes

El Sol no es la única estrella que tiene planetas en órbita. Hay muchos sistemas planetarios muy distintos al nuestro, con planetas gigantes muy próximos a la estrella. Seguramente se formaron más lejos y quizá estén a punto de caer sobre su estrella. No se pueden ver (no emiten luz) pero se detectan porque al pasar por delante de su estrella la tapan y su brillo disminuye (método del tránsito).

Potencial de Vida Extraterrestre

Las circunstancias que favorecen el desarrollo de vida compleja en un planeta serían:

• Distancia adecuada del planeta a la estrella.
• Gravedad suficiente como para retener atmósfera.
• Núcleo metálico fundido, con campo magnético que protege de radiaciones X y gamma.
• Satélite grande, que evita que varíe la inclinación del eje de rotación (cambios en el clima).
• Tiempo de vida de la estrella, para que la vida evolucione.
• Planetas gigantes cercanos que desvíen asteroides.
• Situación alejada del centro galáctico, donde hay más explosiones de supernovas.